電力機(jī)車(chē)電力電子牽引變壓器研究.pdf

1、我國(guó)電力機(jī)車(chē)正朝著高速化、輕量化、舒適化的方向發(fā)展，這對(duì)電力機(jī)車(chē)技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。電力機(jī)車(chē)牽引變壓器是電力機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中最為重要且最為龐大的組成部分，因此，在提高其性能的同時(shí)減小其體積和重量具有十分重要的意義。電力機(jī)車(chē)電力電子牽引變壓器將變壓器與電力電子器件融為一體，取代了傳統(tǒng)的工頻牽引變壓器，同時(shí)具有能量流動(dòng)控制、諧波治理、電氣隔離等優(yōu)越特性，并且大大減小了機(jī)車(chē)牽引變流器與變壓器所占的空間與重量，這為增大列車(chē)可用空間、提高舒適

2、度、減輕車(chē)重、向高速化發(fā)展提供了條件。
　　電力電子牽引變壓器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為三個(gè)部分，分別為輸入級(jí)、隔離級(jí)、輸出級(jí)，每級(jí)均有不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以選擇。輸入級(jí)主要承擔(dān)電能的控制，變換;隔離級(jí)承擔(dān)原副邊的電氣隔離與電壓等級(jí)轉(zhuǎn)換;輸出級(jí)為電力機(jī)車(chē)牽引電動(dòng)機(jī)提供所需的輸出功率與頻率。本文對(duì)每級(jí)可能的不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，以我國(guó)電力機(jī)車(chē)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)為設(shè)計(jì)條件，確定了輸入級(jí)H橋級(jí)聯(lián)，隔離級(jí)LLC諧振電路和獨(dú)立鐵心高頻變壓器，輸出級(jí)三

3、電平牽引逆變器的電力電子牽引變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　針對(duì)提出的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，本文詳細(xì)研究了其輸入級(jí)的控制方法與隔離級(jí)的設(shè)計(jì)方法。輸入級(jí)采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)作為四象限整流器上層控制，在其基礎(chǔ)上加入級(jí)聯(lián)單元電壓矢量疊加的均壓控制，保證其各級(jí)單元之間的電壓均衡，并對(duì)其原理及穩(wěn)定性進(jìn)行分析。在隔離級(jí)的設(shè)計(jì)上本文首先對(duì)其原理進(jìn)行研究，利用有限元方法對(duì)高頻變壓器漏感與勵(lì)磁電感進(jìn)行計(jì)算，之后將變壓器漏感與LLC諧振變換器進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，利用LL